FR2489344A1 - Procede de preparation de fluides de haute viscosite - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE DE PREPARATION DE FLUIDES DE HAUTE VISCOSITE. CE PROCEDE SE CARACTERISE: A.EN CE QU'ON FAIT REAGIR UN OU PLUSIEURS AGENTS D'AMORCAGE A BASE DE MONOALCOOL OU DE DIALCOOL AVEC UN OU PLUSIEURS OXYDES D'ALKYLENE, ET B.EN CE QU'ON ACHEVE LA REACTION A L'AIDE D'UNE QUANTITE DE RESINE EPOXYDE TELLE QUE LE RAPPORT DES EQUIVALENTS HYDROXYLES AUX EQUIVALENTS DE RESINE EPOXYDE SOIT DANS LA GAMME DE 21 A 51. APPLICATION DES FLUIDES OBTENUS COMME FLUIDES FONCTIONNELS.

Description

La présente invention concerne des fluides de haute viscosité et, plus

précisément, des fluides de haute viscosité prépares en achevant la réaction catalysée par une base d'oxydes d'alkylène avec des agents d'amorçage mono- et polyhydroxylés, par l'ad- dition de résines époxydes. Les fluides ainsi obtenus

peuvent être utilisés comme fluides fonctionnels.

Les fluides fonctionnels de l'art antérieur étaient généralement prépares par réaction de mélanges d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène avec des agents d'amorçage de polyoxyalkylène glycol de masses moléculaires supérieures à 5 000. Les rapports du mélange d'oxydes t l'agent d'amorçage

sont généralement dans la gamme de 2: 1 à 4: 1.

1]5 ILes viscosités non diluées des produits obtenus sont dans la gamme de 100 000 SUS (Saybolt Universal Seconds) et 200 OOC SUS à 38 C. Comme fluides de l'art antérieur représentatifs, on citera les fluides fonctionnels

synthétiques JEFFOX fabriqués par la TEXACO CIt!EMICAL CO.

Il est préférable que les viscosités non diluées soient supérieures à 200 000 SUS. Au fur et à mesure que l'on ajoute davantage d'oxydes d'alkylëne et que le produit devient de plus en plus visqueux, un point de rendement non proportionnel est atteint du fait de l'action de cisaillement de l'agitateur du réacteur sur le produit. Il en résulte qu'il est nécessaire d'ajouter de grandes quantités d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène pour obtenir des modifications significatives de la viscosité. Ce procédé augmente notablement la durée du cycle et les coûts de production. En conséquence, l'invention a pour but de produire des fluides solubles dans l'eau dont les viscosités dépassent de préférence 200 000 SUS à 38 C par un procédé économique. On considère que ces fluides sont particulièrement utiles come agents d'épaississement pour fluides hydrauliques constitués de glycol et d'eau,ignifuges, destinés à une utilisation dans les raffineries, les mines de charbon, les ascièries, les bateliers de construction mécaniques et les équipements militaires. On peut également envisager des utilisations comme fluides fonctionnels tels que des liquides de freins, des lubrifiants et des produits de départ pour la préparation d'agents

tensio-actifs, de plastifiants et de résines.

On peut considérer que les fluides de l'invention sont utilisables dans des applications pour lesquelles les fluides fonctionnels généralement utilisés ne seraient pas appropriés mais qui nécessitent

des fluides solubles dans l'eau de haute viscosité.

D'autres brevets décrivent des réactions

mettant en jeu des polyols et des résines époxydes.

Le brevet japonais n 71-24 255 concerne la réaction d'un triol d'une masse moléculaire de 3 000 à base de glycérine avec une résine époxyde à 2 % de Bisphénol A pour produire des mousses polyuréthanes

souples présentant une duret6 accrue.

Le brevet des E. U. A. n 3 012 984 décrit la réaction de polyesters à terminaisons hydroxyles de résines époxydes et de prépolymères à terminaisons isocyanates, dans un solvant organiques inerte, pour produire des peintures primaires- et des revêtements pour métaux. Le brevet des E. U. A. n 3 010 940 décrit la réaction de phénol, de résines époxydes, de polyisocyanates et d'alpha-méthylbenzyldiméthylamine

pour produire divers revêtements de polyuréthane.

Le brevet des E. U. A. n 3 448 046 décrit la façon dont on mélange des polyols contenant du chlore avec

des résines époxydes avant réaction avec un isocyanate.

Les époxydes libres fixent le HCL dans le poyoll et ne contribuent pas à la fonctionnalité du polyol. La réaction d'un époxyde avec un groupe hydroxyle alcoolique

est décrite dans le brevet des c. U. A. n 3 317 609.

De plus, le brevet britannique n 968]02 décrit la préparation de polyols utilisables pour la prépa- ration de mousses de polyuréthane, par réaction d'un

polyol et d'une résine époxyde en présence d'un cata-

lyseur acide.

La préparation d'une émulsion d'époxy-diacry-

late C partir d'acrylate d'hydroxyéthyle, de l'éther diglycidylique du Bisphénol A, de benzophénone, d'eau

dësionisée, de N-butylcarbamoyloxyéthyle et d'oxy-

éthylènepropylène diol est décrite dans le brevet des E. U. A. n 4 125 503. Le brevet des E. U. A. n 4 108 922 décrit la préparation de fibres antistatiques contenant plusieurs polyalkylènepolyamines éthoxylées propoxylées ramifiées et des monoamines ainsi que les produits à chaîne allongée résultant de la réaction de ces substances. Des élastomères prépares à partir d'un triol à extrémités bloquées d'une masse moléculaire de 5 000, d'un diol et d'un polyépoxyde liquide sur un catalyseur à base d'ammonium ou de phosphonium quaternaire, sont l'objet du brevet des E. U. A.

n 4 118 373. -

Comme autres compositions de l'art antérieur, on citera celles décrites dans le brevet allemand

n 2 056 080. Ce brevet décrit la préparation d'a-

dhésifs époxydés par réaction de résines époxydes avec

des prépolymères d'uréthane à séquences 4-mercapto-

butanol qui sont préparés à partir de diisocyanate de toluene et de divers polyols. Un dérivé de l'acide diisocyanatotoluène sulfonique et d'uretinedione a été traité par un polyol et un 'poxyde pour préparer des groupes esters sulfonates contenant de l'uréthane qui se sont avérés résistants e l'eau, conformément

à la description du brevet allemand n 2 735 047.

Le brevet allemand n 1 905 696 décrit la préparation de latex de polyuréthane par allongement de la chaîne d'un prépolymère d'uréthane en utilisant le produit de la réaction de polyethylene glycols d'une masse moléculaire d'environ 5 000 à 10 000 et un éther diglycidylique aromatique. La modification de résines époxydes par chauffage de cellesci avec addition de disaccharides polyalkoxylées est décrite dans

le brevet belge n 785 020.

La présente invention concerne des fluides de haute viscosité préparés par réaction d'un ou plusieurs agents d'amorçage à base de mono- ou de

dialcool avec un ou plusieurs oxydes d'alkylène.

La réaction est ensuite achevée par addition d'une quantité de résine époxyde telle que le rapport des équivalents hydroxyles dans le produit de la réaction, aux équivalents époxydes dans la résine

soit dans la gamme d'environ 2 / 1 à environ 5 / 1.

L'invention concerne également des procédés de prépa-

ration des fluides et ces fluides en solution aqueuse.

L'invention concerne la modification de produits d'addition d'oxyde d'éthylène/oxyde de propylène (OE/OP) et d' alcools, de glycols, et d'autres agents d'amorçage polyhydroxylés pour préparer des fluides fonctionnels de haute viscosité. Les produits d'addition OE/OP solubles dans l'eau des

agents d'amorçage mentionnes ci-dessus sont parti-

culièrement utiles comme agents d'épaississement pour des fluides hydrauliques glycol-eau, résistant au feu destinés à être utilisés dans des raffineries, des mines de charbon, des aciéries, des ateliers de

construction mécanique et des équipements militaires.

Pour être utilisables comme épaississants pour ce type d'applications, ces produits doivent être solubles dans l'eau et présenter une viscosité à l'état non dilué supérieure à 100 000 SUS à 38 C et de préférence,

supérieure à 200 000 SUS à 3E C.

Conformément à l'invention, on a pu obtenir une importante augmentation de la viscosité du produit en achevant la réaction d'addition de Or/OP " l'agent d'amorçage de polyoxyalkylène - glycol avec 1-4 % d'une résine époxyde telle que l'éther diglycidylique du Bisphénol A. Le produit EPON 828 constitue une source de résine de ce type fabriquée par la Shell Chemical Co. On préfère que le rapport des équivalents hydroxyles a 4poxydes soit de 2/1 à 5/1. Les fluides fonctionnels préparés de la façon décrite dans l'invention ont des viscosités de 200 000 à 400 000 SUS à 38 C. Du fait de leur haute viscosité et de leur excellente solubilité dans l'eau, ils peuvent être dilués avec des quantités plus importantes

d'eau pour préparer des fluides d'une viscosité com-

parable ou inférieure à celle des produits de l'art antérieur. Cela conduit S un système plus économique

et résistant au feu.

Il est bien connu que les agents d'amorçage de polyoxyalkylène glycol utilisés dans l'invention peuvent être prépares, par exemple, par la réaction catalysée par une base d'oxyde d'éthylène ou d'oxyde de propylène avec un agent d'amorçage ayant une faible fonctionnalité hydroxyle, c'est-à-dire contenant moins de 3 atomes d'hydrogène actif. Comme exemple d'agent d'amorçage approprié, on citera le propylène glycol. Si l'on utilise une catalyse par une base, les catalyseurs alcalins normalement utilisés

sont l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium.

Les polyols que l'on préfère pour cette invention doivent être mono- ou dihydroxylés, c'est-à-dire que l'alcool d'amorçage doit avoir une fonctionnalité hydroxyle inférieure à 3. D'autres techniques destinées

à préparer des polyols sont connues des spécialistes.

Les polyéthers polyols ayant des masses equivalentes atteignant environ 750 sont normalement préparés par un procédé en un seul stade, par réaction d'oxyde de propylène ou d'oxyde d'éthylène avec un agent d'amorçage de ce type. A titre d'exemple, le produit de départ utilisé dans les exemples ci-après est le JEFFOX PEG-600, produit par la Texaco Chemical Co., c'est-à-dire un polyéthylene glycol d'une masse moléculaire de 600. Pour la préparation de molécules plus grandes, on utilise généralement un procédé en deux stades. Dans le premier stade, on prépare un produit ayant une masse -équivalente d'environ 150 à environ 750 et dans le second stade, on le fait encore réagir avec de l'oxyde de propylène et de l'oxyde d'éthylène pour préparer le produit de masse

moléculaire plus élevée.

Enfin, les produits d'addition d'oxyde d'alkylène et d'alcools, de glycols et d'autres agents d'amorçage polyhydroxylés, doivent avoir une masse

moléculaire dans la gamme de 2 000 à 20 000. Confor-

mément à l'invention, on bloque le développement de la chaîne de polyéther par des résines époxydes pour produire des fluides fonctionnels de haute viscosité au lieu d'utiliser une plus grande quantité d'oxydes d'alkylène dans le but d'augmenter la viscosité, comme c'est le cas dans l'art antérieur. Bien que la résine époxyde soit ajoutée à la fin de la réaction d'addition de l'oxyde d'alkylène, la résine époxyde se trouve située au milieu d'une chaîne formée par deux molécules d'addition et le produit présente une fonctionnalité d'environ 4. D'une manière analoque, lorsqu'on utilise un agent d'amorçage monohydroxylé,

la résine époxyde est située au centre d'un diol.

Les oxydes d'alkylène utilisables dans

l'invention sont l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de pro-

pylène et l'oxyde de 1,2-butylène. On préfère pour la présente invention l'oxyde d'éthylène et l'oxyde de propylène et l'on utilisera ces réactifs dans les exemples ci-après. On peut ajouter plus d'un oxyde d'alkylène au mélange réactionnel si cela est jugé nécessaire par les spécialistes mettant en oeuvre l'invention. On peut utiliser diverses résines époxydes

dans la pratique de la présente invention. Les compo-

sitions contenant un polyépoxyde vicinal sont des produits organiques contenant en moyenne au moins 1,8 groupe.- 1,2-epoxyde réactif par molécule. Ces

].5 produits polyépoxydgs peuvent être monomères ou poly-

mères, saturés ou insaturés, aliphatiques, cyclo-

aliphatiques, aromatiques ou hétérocycliques, et peuvent

être si on le souhaite, substitués par d'autres substi-

tuants que les groupes époxydes, par exemple par des groupes hydroxyles, des radicaux éthers, des atomes d'halogène aromatique, etc. Les polyépoxydes préférés sont ceux des éthers glycidyliques prépares par époxydation des éthers allyliques correspondants ou par réaction, par

des procédés connus, d'un excès molaire d'épichlorhy-

drine et d'un composé polyhydroxylé aromatique, tel que l'isopropylidène bisphenol, la novolaque, le résorcinol, et. Comme exemples de résines époxydes préférées convenant particulièrement aux fins de la présente invention, on citera l'éther diglycidylique du Bisphenol A, l'éther polyglycidylique de résine novolaque phenolformaldéhyde, l'éther diglycidylique hydrogéné de Bisphénol A., l'éther diglycidylique de -;4-butanediol, l'éther diglycidylique du propylène glycol, le vinylcyclohexanediepo-xyde, les éthers diglycidyliques halogènes du Bisphénol A et des résines époxydes à base d'aminesaromatiques. Les dérivés époxydés des méthylène ou d'isopropylidène bisphénols sont particulièrement préférés. TL'éther diglycidylique du Bisphénol A est utilisé dans les exemlles ci-après. Certaines de ces résines époxydes sont connues sous la marque commerciale "Epon" et peuvent être obtenues chez la Shell Chemical Co. Comme classe très utilisée de polyépoxydes utilisables conformément à la présente invention, on citera les polyéthers époxydés résineux obtenus

par réaction d'une épihalohydrine, telle que l'épi-

chlorhydrine, etc, soit avec un polyphénol soit avec un polyalcool. A titre d'illustration mais de façon non limitative, on citera comme diphénols appropriés,

le 4,4'-isoprôpylidène bisphénol, la 2,4'-dihydroxydiphé-

nyléthylméthane, le 3,3'-dihydroxydiphényldiéthylmé-

thane, le 3,4'-dihydroxydiphénylméthylpropylméthane,

le 2,3'-dihydroxydiphényléthylphénylméthane, le 4,4'-

dihydroxydiphénylpropylphénylméthane, le 4,4'-dihydroxy-

diphénylbutylphénylméthane, le 2,2'-dihydroxydiphényl-

ditolylméthane, le 4,4'-.dihydroxydiphényltolylméthyl-

méthane, etc. Comme autres polyphénols pouvant réagir avec une épihalohydrine pour fournir ces polyéthers époxydés, on citera des composés tels que le résorcinol, l'hydroquinone, des hydroquinones substituées, telles

que la méthylhydroquinone, et.

Parmi les polyalcools que l'on peut faire réagir avec une pihalohydrinepour fournir ces polyéthers époxydés résineux, on citera des composés tels que l'éthylène glycol, des propylène glycols, des butylène

glycols, des pentane diols, le bis (4-hydroxycyclo-

hexyl) diméthylm6thane, le 1,4-diméthylolbenzène,

- le glycérol, le 1,2,6-hexanetriol, le triméthylol-

propane, le mannitol, le sorbitol, l'êrythritol, le pentaérythritol, leurs dimères, trimères et polymères supérieurs, tels que des polyéthylène glycols, des

polypropylene glycols, le triglycérol, le dipenta-

érythritol etc, l'alcool polyalli7lique, des thioéthers

polyhydroxylés tels que le sulfure de 2,2'-,3,3'-

têtrahydroxydipropyle, etc., des mercapto-alcools tels que le monothioglycérol, le dithioglycérol, etc., des esters partiels de polyalcools tels que la monostearine, le monoacétate de pentaérythritol, etc,

et des polyalcools halogenés tels que les monochlorhy-

drines de glycérol, de sorbitol, de pentaerythritol, etc. Comme autre classe de polyépoxydes polymères pouvant être durcis par une amine et entrant dans

le cadre de l'invention, on citera des résines novo-

laques époxyd6es obtenues par réaction, de préférence en présence d'un catalyseur basique, tel que l'hydroxyde de sodium ou de potassium, d'une épihalohydrine telle que l'épichlorhydrine, avec le condensé résineux d'un aldéhyde tel que le formaldéhyde, et soit un

monophénol, tel que le phénol lui-même, soit un poly-

phénol. On peut obtenir d'autres détails concernant la nature et la préparation de ces résines novolaques époxydées dans TLee,.H et Neville, K., Handbook of

Epoxy Resins, McGraw Hill Book Co., New York,].967.

Les spécialistes noteront que les compositions de polyépoxydes utilisables conformément à l'invention

ne se limitent pas à celles qui contiennent les poly-

époxydes décrits ci-dessus, mais que ces polyépoxydes doivent être simplement considérés comme étant représentatifs de la classe des polyépoxydes dans son

ensemble.

Des conditions réactionnelles concernant la température et la pression peuvent être sélectionnées par la personne mettant en oeuvre l'invention de façon à satisfaire à certaines exigences en ce qui concerne le fluide fonctionnel destiné C une utilisation particulière. Les exemples ci-après mettent en jeu une pression d'environ 4,4 bars et une température d'environ 50 a 150WC comme conditions représentatives de la préparation de fluides fonctionnels pouvant être utilisés comme liquides de frein, lubrifiants,

produits de départ pour agents tensio-actifs, plas-

tifiants et résines et comme agents d'épaississement pour fluides hydrauliques. D'autres utilisations des fluides de haute viscosité de l'invention peuvent lo être envisagées chaque fois que l'on a besoin de fluides présentant une bonne solubilité dans l'eau et une viscosité élevée. La quantité de résine époxyde à ajouter au mélange réactionnel doit être telle

que le rapport des équivalents hydroxyles aux équi-

valents époxydes soit dans la gamme d'environ 2: 1 à environ 5: 3. Une trop grande quantité d'équivalents époxydes par rapport aux équivalents hydroxyles peut provoquer la gélification de la résine époxyde du fait de sa propre réticulation. Les -fluides fonctionnels obtenus par le procédé de l'invention doivent de préférence présenter une viscosité dans la gamme de

000 à 400 000 SUS a 38WC.

Les exemples suivants sont donnés à titre d'illustration de la préparation de fluides fonctionnels de l'art antérieur et des fluides fonctionnels de haute viscosité de l'invention. Des exemples sont

également présentés pour faire apparaître les pro-

priétés de solutions aqueuses des fluides fonctionnels de haute viscosité ainsi que les limites imposées

au rapport des fonctionnalités hydroxyles e époxydes.

EXEMPLE J.

Le présent exemple illustre la préparation de fluides fonctionnels de l'art antérieur. Il montre en outre le grand nombre d'opérations de traitement exigées pour la préparation de fluides fonctionnels J. i

de haute viscosité.

Stade A - Préparation d'un diol OE/OP d'une masse

moléculaire de 5 000.

Produits soumis à la réaction Kg/Kg de produits Polyéthylène glycol d'une masse moléculaire de 600 (JEFFOX PEG-600, produit par la Texaco Chemical Co.) 0,1018 Hydroxyde de potassium flocons 9go % 0,00223 Oxyde d'éthylène 3 mélangés 0,6875 Oxyde de propylène 0,2288 Hydroxyanisole 0,00007 On introduit tout d'abord du JEFFOX-PEG 600 dans la chaudière. On fait le vide dans la chaudière, et on la purge avec de l'azote puis on la chauffe à 50 C. On ajoute de l'hydroxyde de potassium et on

agite le mélange jusqu'à ce que le KOH soit solubilisé.

On chauffe le réacteur à 120 C pour extraire l'agent

d'amorçage jusqu'à ce que la teneur en eau soit infé-

rieure à 0,3 %. On fait réagir le mélange OE/OP à 115-120 C sous 4,4 bars. L'addition du mélange OE/OP demande environ]5 heures. On fait ensuite digérer le mélange réactionnel jusqu'à une pression équilibrée et on l'extrait jusqu'à obtention d'une teneur en eau

inférieure à 0,06 %. On ajoute ensuite l'hydroxya-

nisole en tant que stabilisant et antioxydant et on

transfère le produit dans un réservoir de stockage.

Le produit final présente les propriétés suivantes: Propriétés Alcalinité, mg KOH/g 1,9 Indice d'hydroxyle corrigé mg KOH/g 22,6 Eau, % en poids 0, 03 Viscosité, centistoke

380C 1.903

99'C 254

Stade E - Préparation d'un diol OE/OP d'une masse mo-

léculaire de]3 000.

Produits soumis à la réaction Kg/Kg de produits

Diol OE/OP d'une masse molé-

culaire de 5 000 provenant du stade A 0,2208 Hydroxyde de potassium, flocons à 90% 0,00122 Oxyde d'éthylène 0,5982 Oxyde de propylène mélanges 0,2001 Hydroxyanisole 0,00013 Mode opératoire On introduit le diol CE/OP d'une masse moléculaire de 5 000 dans la chaudière dans laquelle on établit ensuite le vide et que l'on purge avec de l'azote. On chauffe le réacteur à 50 C. On ajoute

l'hydroxyde de potassium-et on agite jusqu'à solubili-

sation. On chauffe le mélange à 120 C et on l'extrait jusqu'à une teneur en eau inférieure à 0,08 %. On

fait réagir le mélange OE/OP à 115-120 C sous 4,4 bars.

L'addition des oxydes mélangés demande environ 22 heures.

On fait digérer le mélange réactionnel jusqu'à une

pression d'équilibre et on ajoute l'hydroxyanisole.

On transfère le produit dans un réservoir de stockage.

Le produit fini présente les propriétés suivantes.

Propriétés Alcalinité, mg KOH/g 1,65 Indice d'hydroxyle corrigé mg KOH/g 8,7 Eau, % en poids 0,637 Viscosité C. S.

38 C 19 900

99 C 2 522

Viscosité 38 C, SUS 92 177 Stade C - Préparation d'un fluide fonctionnel de

000 SUS.

Produits soumis à la réaction Kg/Kg de produits

Diol OE/OP d'une masse molécu-

laire de]3 000 provenant du stade B 0,5 Hydroxyde de potassium, flocons 90 % 0,00008 Oxyde d'éthylène i mélangés 0375 Cxyde de propylène 0,125 Mode opératoire

On introduit le diol OE/OP d'une masse mol&-

culaire de 1.3 000 dans la chaudière que l'on purge ensuite à l'azote. On chauffe le réacteur à 50 C et on ajoute l'hydroxyde de potassium. On chauffe le mélange à 100 C, en maintenant la purge à l'azote pour

extraire le produit jusqu'à une teneur en eau infé-

rieure à 0,08 %. On fait réagir le mélange OE/OP à

].15-120 C sous 3 bars pendant une période de 3 heures.

On fait digérer ie mélange réactionnel jusqu'à une pression d'équilibre, on l'extrait et on l'évacue de

la chaudière. Ie produit obtenu présente les proprié-

tés suivantes.

Propriétés Alcalinité, mg KOH/g 1,26 Indice d'hydroxyle corrigé mg KOH/g 6,68 Eau, % en poids 0,09

Viscosité, c. s.

38 C 43 13.1.8

99 C 5 537

Viscosité, 38 C, SUS].99 273

EXEMPLE II

Cet exemple illustre la préparation de

fluides fonctionnels de haute viscosité de l'invention.

Il montre en outre l'excellente solubilité donc 2 l'eau le pouvoir épaississant et la stabilité au cisaillement

des fluides obtenus.

Dans un réacteur de 40 litres, on introduit 4,5 kg du diol OE/OP du stade B de l'exemple I, 25 g d'eau et 45 a d'éther diglycidylique de Bisphénol A (EPON 828). On fait ensuite le vide dans le réacteur et on le purge avec de l'azote prépurifié. On chauffe ensuite les réactifs à 100 C et on les extrait jusqu'à une teneur en eau inférieure " 0,05 %. Après 1.0 digestion pendant 1. à 2 heures, on évacue le produit de la chaudière. Le produit présente les propriétés suivantes. Propriétés

Alcalinité, mg KOH/g].,5].

Indice d'hydroxyle corrigé, mg KOH/g 9,2 Eau, % en poids 0,014

Viscosité, c. s.

38 C 65 425

99 C 7 957

Viscosité, 38 C, SUS 303 049 Point de trouble, C (aqueux à 1. %) 64,5

TABLEAU 1

?5 Propriétés de solutions aqueuses de fluides fonctionnels de haute viscosité Echantillon n A* Be C Composition, parties en poids Fluide fonctionnel 80 70 50 Eau 20 30 50 Propriétés Viscosité 38 C, c.s.].2 306 5 235 720 Viscosité, 30 C, SUS 57 743 24 249 3 335 Stabilité au cisaillement (5 minutes sur un mélangeur

Waring à vitesse de liqu6-

faction) Viscosité, 38 C, c. s. 862 Viscosité, 38 C, SUS 3 993

w Stabilité au cisaillement non testée pour ces for-

mulations.

EXEMPLE III

Cet exemple illustre également la préparation

de fluides fonctionnels de haute viscosité de l'in-

vention. Il illustre également l'excellente solubilité à l'eau, le pouvoir épaississant et la stabilité au cisaillement des fluides obtenus. En outre, il démontre

la reproductibilité du mode opératoire.

Dans un réacteur de 40 litres, on introduit 4,5 kg du diol OE/OP du stade B de l'exemple I, et

g d'éther diglycidylique de Bisphénol A (EPON 828).

On établit ensuite le vide dans le réacteur et on le purge avec de l'azote prépurifie. On chauffe ensuite les réactifs à 100 C pendant 1. heure, on les extrait et on les élimine de la chaudière. Le produit présente les propriétés suivantes: Propriétés Alcalinité, mg KOH/g 1,48 Indice d'hydroxyle corrigé, mg KOH/g 9,5 Eau, % en poids 0,02

Viscosité, c. s.

38 C 65 621.

99oC 6 490 Viscosité, 38 C, SUS 303 956 Point de trouble, C (aqueux à 1%) 64

TABLEAU II

Propriftés de solutions aqueuses de fluides fonctionnels Echantillon n Dt S Composition, parties en poids Fluide fonctionnel 80 Eau 20 Propriétés Viscosité 38 C, c.s. 13 000 Viscosité 38 C, SUS 60 190 Stabilité au cisaillement (5 minutes dans un mélangeur;Waring

à vitesse de liqué-

faction)

Viscosité 38 C, c-.s. ---

Viscosité 38 C, Su S ---

no * Stabilité au cisaillement mulations. Ete F 600 928

1 065 7,4

4 933 50,1

--- 119 ---

--- 5 183 ---

non testée pour ces for-

EXEMPLE IV

Cet exemple illustre la réaction d'Epon 828 (éther diglycidylique du Bisphénol A) avec les produits d'addition de 12 moles d'oxyde d'éthylène et de

nonylphénol (SURFONIC N-120; Texaco Chemical Co.).

L'augmentation de la viscosité des agents d'amorçage de polyo3 monofonctionnels est illustrée ci-après. Dans un flacon à trois tubulures de 500 ml équipé d'un agitateur, d'un thermomètre, d'une source d'azote et d'un condenseur, on introduit 250 g de SURFONIC N-120 (0,334 eq.); 30, 8 g d'Epon 828 (0,1.67 eq.)

et]1,25 g d'hydroxyde de potassium aqueux à 45 %.

On chauffe ensuite le mélange à 90-100 C pendant 3 heures. On débarrasse ensuite le mélange réactionnel de son eau et on l'extrait sous vide. Le produit obtenu

présente les propriétés suivantes. A titre de compa-

raison, on indique également les propriétés du SUPRFONIC N?-120 initiales:

Description

Propriétés Produit de la réaction Agent d'amorçage

de polyol mono-

fonctionnel

SURFONIC N-120

Alcalinité, mg KOH1/g Indice d'hydroxyle mg KOH/g Eau, % en poids

Viscosité, c. s.

C 38 C Point de trouble, C (aqueux]1%) Tension superficielle dynes/cm 72,6 0,03.

]. 687

7,1 73,5 0,05 aq. à 1 % 39,2 38,6 aq. à 0,1 % 39,3 38,3 aq. a 0,001 % 40, 9 37,6

EXEMPLE V

- Cet exemple illustre la reproductibilité de l'invention en ce qui concerne les agents d'amorçage monohydroxylés. En utilisant le mode opératoire de l'exemple IV, on fait réagir 250 g (0,].4 eq.) d'un produit d'addition d'oxyde de propylène, d'oxyde d'éthylène et de méthanol avec 1. 3,2 g d'Epon 828

(0,07 eq.) en présence de]1,45 g d'hydroxyde de po-

tassium aqueux à 45 %. Le produit obtenu présente les propriétés suivantes:

Description Produit

d'addition Produit méthanol-oxyde

réactionnel de propylène-

oxyde d'éthylène, Propriétés Alcalinité, mg KOH/g 2,03 0,01 Indice d' hydroxyle mg KCH/g 34,9 32,2 Eau, % en poids 0,01 0,01

Viscosité, c.s.

C 1 0].8 253.

38 C 5].]. 138

EXEMPLE VI

Cet exemple a pour but de décrire les rapports préférés des équivalents hydroxyles/époxydes

pour préparer les fluides fonctionnels de haute vis cosité de l'invention. Dans ces expériences, on fait réagir un diol OE/OP

d'une masse moléculaire de 13 000 (stade B, exemple I) avec diverses quantités d'éther diglycidylique de Bisphénol A (EPON 828) en utilisant le mode opératoire de l'exemple III. Les résultats indiquent que le rapport hydroxyle/époxyde préféré doit être dans la gamme de 2/1 à 5/1. Les rapports plus faibles provoquent une gélification du produit alors que les rapports plus élevés ne conduisent

pas à une augmentation suffisante de la viscosité.

TABLEAU III

Effets des rapports hydroxyles/époxydes sur les propriétés du fluide fonctionnel Produit, parties en poids Diol OE/OP d'une masse moléculaire de 13 000 provenant du stade B, exemple 1 100 100 100 Ether diglycidylique du Bisphúnol A 0,5 1,0 2,0 Rapport hydroxyle/ époxyde 5,74 2,87 1,44 Propriétés

Viscosité, c.s.

38"C 34 824 65 62]. - Gélifi-

99 C 4 019 6 490 cation Viscosité, 38 C, SUS].61. 305 303 956

Claims (6)

PSVENDICATIONS

1. Procédé pour la préparation d'un fluide de haute viscosité, caractérisé: a) en ce qu'on fait réagir un ou plusieurs agents d'amorçage à base de monoalcool ou de di- alcool avec un ou plusieurs oxydes d'alkylène, et b) en ce qu'on achève la réaction à l'aide d'une quantité de résine époxyde telle que le rapport des équivalents hydroxyles aux équivalents de résine

époxyde soit dans la gamme de 2 / 1 à 5 / 1.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit d'addition de l'oxyde d'alkylène et des agents d'amorçage mono-hydroxylés ou di-hydroxylés a une masse moléculaire dans la gamme de 2 000 à 20 000 avant l'addition de la résine époxyde.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la viscosité des fluides de haute viscosité 6otenus est dans la gamme de 200 000

à 400 000 SUS à 38 C.

4. Procédé selon les revendications 1 à 3,

caractérisé en ce que l'oxyde d'alkylène est l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, l'oxyde de butylène

ou un mélange de ceux-ci.

5. Procédé selon les revendications 1 à 4,

caractérisé en ce que la résine époxyde est l'éther

diglycidylique de Bisphénol A, un éther polyglycidi-

lique de résine novolaque phénolformald6hyde, un éther diglycidylique hydrogéné de Bisphénol A, l'éther diglycidylique de.,4-butanediol, l'éther

diglycidylique de propylène glycol, le vinyl cyclo-

hexanediépoxyde, un éther diglycidylique halogéné de Bisphénol A, ou une résine époxyde à base d'amine aromatique.

6. Procédé selon les revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que les constituants sont chauffés à une température de 50 à 120 C pendant la réaction

de préparation des fluides de haute viscosité.